基础化学第三版习题答案解析1_8章

习 题 答 案
第一章 绪论
1、求0.010kgNaOH 、0.100kg （2
1Ca 2+）、0.10kg （2
1
Na 2CO 3）的物质的量。

解：（1）m (NaOH) = 0.010kg M (NaOH) = 40g ·mol -1
n (NaOH) =
40
10
= 0.25 (mol) （2）m (2
1Ca 2+) = 0.100kg M (2
1Ca 2+) = 40g ·mol -1 n (2
1Ca 2+) =
20
100
= 5.0(mol) （3）m (2
1Na 2CO 3) = 0.10kg M (2
1Na 2CO 3) = 53g ·mol -1 n (Na 2CO 3) =
53
100
= 1.89 (mol) 2、下列数值各有几位有效数字？
（1）1.026 4位 （2）0.0208 3位 （3）0.003 1位
（4）23.40 4位 （5）3000 无数位 （6）1.0×10-3 2位 3、应用有效数字计算规则，计算下列各式：
（1）21.10 - 0.263 + 2.3 = 23.1 （2）3.20×23.45×8.912 = 667
（3）31026.117.2322.3⨯⨯= 5.93×10-3 （4）=⨯⨯⨯-15
.2325.21032.44.52 4.6×10-2
4、(1) 以H 2SO 4为基本单元，M(H 2SO 4)=98g/mol ； (2) 以HSO 4-为基本单元，M(HSO 4-)=97g/mol ； (3) 以3H 2SO 4为基本单元，M(3H 2SO 4)=294g/mol 。

5、答：甲的报告更为合理，百分比小数点后保留两位有效数字。

第二章 溶液与胶体
1、在25o C 时，质量分数为0.0947的稀硫酸溶液的密度为1.06g ·L -1，在该温度下纯水的密度为0.997 g ·L -1。

计算H 2SO 4的物质的量分数、物质的量浓度和质量摩尔浓度。

解：设取稀硫酸溶液1L ，则
n(H 2SO 4) = 98
0947
.0100006.1⨯⨯ = 1.02 (mol)
n(H 2O ) = 18
)
0947.01(100006.1-⨯⨯ = 53.31(mol)
c (H 2SO 4) =
V
n )SO H (42 = 1.02 (mol ·l -1
) x(H 2SO 4) = )O H ()SO H ()SO H (24242n n n + =31
.5302.102
.1+= 0.0188
b(H 2SO 4) =
)
O H ()SO H (242m n =)0947.01(06.1100002
.1-⨯⨯= 0.106(mol ·kg -1) 2、醚的正常沸点为34.5℃，在40℃时往100g 乙醚中至少加入多少摩尔不挥发溶质才能防止乙醚沸腾？ 解： B b b •=Δb K T 0.1
2.0234.5)-(40n ⨯= n = 0.22mol
3、苯的凝固点为5.50℃， K f = 5.12 K·kg·mol -1。

现测得1.00g 单质砷溶于86.0g 苯所得溶液的凝固点为5.30℃，通过计算推算砷在苯中的分子式。

解：g/mol 7.29710
86)3.55.5(1
12.53
f A B f B =⨯⨯-⨯=∆∙
=-T m m K M 475
7.297As B ===
M M n 4、有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g 尿素[CO(NH 2)2]溶于200g 水中，另一种溶液为4.28g 某未知物溶于100g 水中，求该未知物的摩尔质量（尿素的摩尔质量为60g·mol -1）。

解：由B f f b K T ∙=∆可得两种溶液的质量摩尔浓度相等。

122kg mol 125.0200
.0605
.1))CO(NH (-∙==
b 1kg mol 125.0100
.028.4-∙==
M b M=342.4 g ·mol -1
5、测得泪水的凝固点为 - 0.52℃，求泪水的渗透浓度及在310 K 时的渗透压力。

解：B f f b k T ∙=∆ 0.52 = 1.86×B b
稀水溶液中B B b c ≈ mol 28.0B =c
KPa RT c B 7.721310314.828.0=⨯⨯==∏
6、排出下列稀溶液在310 K 时，渗透压力由大到小的顺序
(1) c (C 6H 12O 6) = 0.20mol·L -1 (2) c (NaCl) = 0.20mol·L -1 (3) c (Na 2CO 3) = 0.20mol·L -1
解：(1) Cos = c (C 6H 12O 6) = 0.20mol·L -1
(2) Cos = ic (NaCl) = 2×0.20 = 0.40mol·L -1 (3) Cos = ic (Na 2CO 3) = 3×0.20 = 0.6mol·L -1 渗透压大小：(3)>(2)>(1)
7、生理盐水、50g·L -1的葡萄糖(C 6H 12O 6)溶液、12.5g·L -1的碳酸氢钠(NaHCO 3)溶液和18.7g·L -1的乳酸钠(NaC 3H 5O 3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。

现取其体积，按下列配方配成三种混合液：
(1)
21(50g·L -1C 6H 12O 6) +21
(生理盐水) (2) 31(18.7g·L -1NaC 3H 5O 3) +32
(生理盐水)
(3) 31(12.5g·L -1NaHCO 3) +3
2
(生理盐水)
试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？ 解： 16126L mol 278.0180
50
)O H Cos(C -∙==
1
353L mol 333.01127
.182 )O H Cos(NaC -∙=⨯
=
1
3L mol 298.0845
.122 )Cos(NaHCO -∙=⨯=1L mol 308.05
.580
.92 Cos(NaCl) -∙=⨯=
(1) 1-6126L 293mmol 2V c(NaCl)
2V )O H C ( Cos ∙=⨯+⨯=c
(2) 1-353L mmol 7.1633V
2V c(NaCl)2V )O H NaC (2 Cos ∙=⨯⨯+⨯⨯=c
(3) 1-L mmol 5.3043V
2V c(NaCl)2V NaHCO3)(2 Cos ∙=⨯⨯+⨯⨯=c
上述三种混合溶液的渗透浓度均在等渗溶液浓度范围之内，故都是等渗溶液。

8、将1.01g 胰岛素溶于适量水中配制成100ml 溶液，测得298K 时该溶液的渗透压力为4.34kPa ，试问该胰岛素的摩尔质量为多少？ 解：RT V
M m RT c B B
B =
=∏ 298314.810
10001
.134.43
B ⨯⨯⨯⨯=
-M mol/kg 5766B =M
9、什么是分散系？根据分散相粒子的大小，液体分散系可分为哪几种类型？ 答：由一种或几种物质以较小的颗粒分散在另一种物质中所形成的系统，这种系统称为分散系统，简称分散系(dispersed system)。

液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。

(1-100nm)
10、0.05 mol·L -1的KBr 溶液50ml 和0.01 mol·L -1的AgNO 3溶液30ml 混合以制备AgBr 溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式，并比较下述电解质溶液AlCl 3、MgSO 4、K 3[Fe(CN)6]对此溶胶的聚沉能力。

解：mol 105.2050.005.03K Br -⨯=⨯=n
mol 100.3030.001.04A gN O 3-⨯=⨯=n KBr 过量，故溶胶是负溶胶。

胶团结构：[(AgBr)m ·nBr -·(n-x)K +]x-·xK + 聚沉能力：AlCl 3>MgSO 4>K 3[Fe(CN)6]
11、什么是凝胶？产生凝胶的条件有哪些？
答：大分子溶液（明胶、琼脂等）或某些溶胶（H
2SiO
3
溶胶、Al(OH)
3
溶胶）在
适当条件下形成外观均匀并具有一定形状的弹性半固体。

这种半固体称为凝胶。

产生凝胶的条件：①浓度达到一定程度；②温度低到一定程度；③加入少
量的电解质。

12、溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。

答：溶胶相对稳定的原因有如下方面：（1）动力学稳定性（2）胶粒表面水
化层的保护作用（3）胶粒的带电。

引起溶胶聚沉的因素很多，例如加入电解质、溶胶的相互作用、加热、溶
胶的浓度等。

第三章 电解质溶液与离子平衡
课后习题 1.
221i i z b I ∑=
60.0)31.01310.0(2
1
22=⨯+⨯⨯⨯=I 2.
3. (1)
1
610100.710.0109.4][H ---+⋅⨯=⨯⨯=⋅=L mol c K a ；
07.5100.7lg ]H lg[6=⨯-=-=-+pH
(2)
1
310
14
a -
10429.110.010
9.410][OH ----⋅⨯=⨯⨯=⋅=
⋅=L mol c K K c K w b ；
15.1110429.1lg 14]OH lg[143=⨯+=+=--pH
(3)
1
65
14a 10333.3020.0108.110][H ----+
⋅⨯=⨯⨯=⋅=
⋅=L mol c K K c K b w ；
48.510333.3lg ]H lg[6=⨯-=-=-+pH 。

(4)
1
02.01000
500
1717
.0-L mol V M m c ⋅=⨯=⋅=
；
1
45-100.602.0108.1][OH ---⋅⨯=⨯⨯=⋅=L mol c K b ；
78.01100.6lg 14]OH lg[144=⨯+=+=--pH
4.
]
M []MOH []OH [+
-=b
K ；且：]M []OH [+
-=；
所以：c K b =-
]OH [； 1
5
226.11142185.010
79.1)10(]OH [--+--⋅=⨯==L mol K c b 。

5.
]
HB []B []H [-
+
⋅=a K ；1
.002.01.01.0)02.005.0(1.0]B []HB [][H ⨯-⨯⨯=⋅=-+a a K K ；25.5=pH ；
1625.510623.510]H [---+⋅⨯==L mol ；代入上式：610749.3-⨯=a K
6.
HB=H +
+B -
]
HB []
B []H [-+⋅=a K ；
1551050
10050100)
50100(1.0101]
B []HB [][H ----+⋅=++-⨯⨯⨯=⋅=L mol K a ；
HB = H +
+ B -
c(1-α) cα c(α+1)
α
αα-+=
⋅=-+1)
1([HB]][B ][H c K a ； 代入数据：α
αα-+⨯⨯=-1)
(31
1.01025； ααα-+=⨯-1)1(1034； 4103)1(-⨯≈+αα；以为：1<<α所以：4
103-⨯≈α。

7.
混合后形成NaHCO 3 ：NaHCO 3发生水解和电离：21]H [a a K K ⋅=
+ ；
31.8)25.1037.6(2
1
)(2121=+=+=a a pK pK pH
8.
-
+
+↔+HS O H O H S H 322；8211010.5]
S H []
HS []H [--+⨯=⋅=
a K ；所以代入数据：81010.50.1
]
HS [0.3--⨯=⨯；8101.70]HS [--⨯=
-
+-+↔+232S
O H O H HS ；1522
1020.1]
HS []S []H [--
-+⨯=⋅=a K ；所以代入数据：15
-8
21020.110
1.70]S [0.3--⨯=⨯⨯；12321008.6]S [---⋅⨯=L mol 。

9.
-++=22S 2Ag S Ag 2x x
][S ][Ag 106.692250S A g 2-+-⋅=⨯=Ksp ；
代入：x x ⋅=⨯-250
)2(10
69.6 503104
69
.6-⨯=
x 11710567.2--⋅⨯=L mol x ； 银离子浓度为：1
-17
105.1342x -L mol ⋅⨯=。

-++=22S Pb PbS
x x
][S ][Pb 109.042229PbS -+-⋅=⨯=Ksp ；
2921004.9-⨯=x 115105.9--⋅⨯=L mol x 。

10.
因为PbI 2 溶解度为
-
⨯-m o l L 31035.1；22][I ][Pb -+⋅=Ksp ；所以：
923-3108415.9)210(1.35101.35--⨯=⨯⨯⨯⨯=Ksp 。

11.
+
Ag ：1410259.91081000100--⋅⨯=⨯L mol 114AgI 10191.9]
Ag []I [--+
-
⋅⨯==L mol Ksp ； +
2Pb ：
1410831.4207
1000100
--⋅⨯=⨯L mol 132PbI 1019.4]
Pb [][I 2--+
-⋅⨯==L mol Ksp ；
AgI 先析出。

12.
217]OH [01.01087.4--⨯=⨯=Ksp ；
81510979.61087.4]OH [---⨯=⨯=；
3339][OH ][Fe 1064.2-+-⋅=⨯=Ksp ； 118310766.7][Fe --+⋅⨯=L mol
第四章 缓冲溶液
1、什么是缓冲溶液和缓冲容量？决定缓冲溶液的pH 和缓冲容量的主要因素有哪些？
答：像HAc-NaAc 混合溶液这样能抵抗外来少量强酸、强碱或稀释，而保持其pH 值基本不变的溶液叫缓冲溶液。

缓冲溶液的pH 值主要取决于共轭酸的Ka ，其次取决于缓冲比。

另外，温度对缓冲溶液的pH 也有影响。

缓冲容量是指使单位体积缓冲溶液的pH 改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。

缓冲容量的影响因素：总浓度、缓冲比。

2、求下列各缓冲溶液pH ：
(1) 0.20 mol·L -1HAc 50mL 和0.10 mol·L -1NaAc 100mL 的混合溶液。

(2) 0.50 mol·L -1NH 3·H 2O 100mL 和0.10 mol·L -1HCl 200mL 的混合溶液，NH 3的p K b =4.75。

(3) 0.10 mol·L -1NaHCO 3和0.010 mol·L -1 Na 2CO 3各50mL 的混合溶液，H 2CO 3 的p 2a K =10.25。

(4) 0.10 mol·L -1HAc 50mL 和0.10 mol·L -1NaOH 25mL 的混合溶液。

解：(1) 75.405
.020.01
.010.0lg
75.4lg
pKa pH HAc
Ac =⨯⨯+=+=-n n
(2) 43.92
.010.02
.010.01.050.0lg
25.9lg
pKa pH 423NH
O
H NH =⨯⨯-⨯+=+=+
∙n n
(3) 25.905
.010.005
.0010.0lg
25.10lg
pKa pH 3
23
HCO CO =⨯⨯+=+=-
-n n
(4) 75.4025
.010.005.010.0025
.010.0lg
75.4lg
pKa pH HAc
Ac =⨯-⨯⨯+=+=-n n
3、用0.10 mol·L -1HAc 溶液和0.20 mol·L -1NaAc 溶液等体积混合，配成0.50L 缓冲溶液。

当加入0.005 mol NaOH 后，此缓冲溶液pH 变化如何？缓冲容量为多少？
解： 05.52
/10.02
/20.0lg
75.4lg
pKa pH HAc
Ac 1=+=+=-c c
19.5005
.025.010.0005
.025.020.0lg
75.4lg
pKa pH HAc
Ac 2=-⨯+⨯+=+=-n n
14.005.519.5ΔpH =-= 111pH L mol 071.014
.05.0005
.0pH ---∙∙=⨯=∆∆=
V n β 4、已知巴比妥酸p K a =7.40，试计算总浓度为0.10 mol·L -1 的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH 为8.00时的缓冲容量。

解：(1)111pH L 0576mol .0576.0---∙∙==总C β
(2) 根据]
HB []B [lg pKa pH -+=
[HB]
]
[B lg
pKa 00.8-+= 10.0[HB]][B =+-
111
pH L 037mol .0][HB][B 303.2----∙∙=⨯=总
c β
5、取0.10 mol·L -1某一元弱酸50mL 和0.10 mol·L -1KOH 溶液20mL 相混合，将混合液稀释至100mL ，测得此溶液的pH 为5.25，求该一元弱酸的解离常数。

解： HB
B lg
pKa pH n n -+=
020
.010.0-05.010.00.020
10.0lg
pKa 25.5⨯⨯⨯+=
pKa = 5.43 Ka = 3.72×10-6
6、将0.30 mol·L -1的HAc 溶液和0.10 mol·L -1的NaOH 溶液10mL 混合，配制成缓冲溶液，计算近似pH 和校正后的pH 。

解：(1) 54.4010
.010.0010.003.0010
.010.0lg
75.4n n lg
pKa pH HAc
Ac =⨯-⨯⨯+=+=-
(2) HAc-Ac -缓冲对，z = 0，
05.0)105.0105.0(21
22=⨯+⨯=I
73.408.045.4lg
lg
pKa pH HAc
Ac HAc
Ac -=-=++=-γγn n
7、今用0.067 mol·L -1 Na 2HPO 4溶液和同浓度的KH 2PO 4溶液配制pH 近似值为6.80的缓冲溶液100mL ，问应取上述溶液各多少mL ？
解：-
-
+=4
2
24
PO
H HPO
lg
pKa pH V V
-
-
+=4
2
24
PO
H HPO
lg
21.780.6V V
100mL 4
2
24
PO H HPO =+--
V V
28mL 24
HPO
=-
V 72mL 4
2
PO H =-V
8、欲配制pH=5.00的缓冲溶液500mL ，现有6mol·L -1的HAc34.0mL ，问需加入NaAc·3H 2O (M =136.1 g·mol -1)多少克？如何配制？
解：(1) 5.000.034
61136lg 4.75lg
pKa pH HAc
Ac =⨯+=+=-.m
n n
034
.061.136lg 75.400.5⨯+=m
m = 49.38g (2)加入水的体积
mL 4461
.13654
38.490.34500O H 2=⨯
--=V 9、临床检验得知甲、乙、丙三人血浆中HCO 3-和溶解的CO 2浓度分别为：
甲 [HCO 3-]=24.0m mol·L -1 [CO 2] 溶解=1.2m mol·L -1 乙 [HCO 3-]=21.6m mol·L -1 [CO 2] 溶解=1.35m mol·L -1 丙 [HCO 3-]=56.0m mol·L -1 [CO 2] 溶解=1.40m mol·L -1
37℃时的p K a 为6.1，求血浆中pH 各为多少？并判断谁为酸中毒？谁为碱中
毒？解：(1) 40.72
.10
.24lg 1.6]CO [H ][HCO lg pKa pH 323=+=+=-
(2) 30.735.16
.21lg 1.6]CO [H ][HCO lg pKa pH 323=+=+=-
酸中毒
(3)70.74.10
.56lg 1.6]CO [H ][HCO lg pKa pH 323=+=+=- 碱中毒
10、已知Tris·HCl 在37℃时的p K a =7.85，欲配制pH=7.40的缓冲溶液，问在含有Tris 和Tris·HCl 浓度各为0.050mol·L -1的体积各为100mL 的溶液中，需加入0.050 mol·L -1HCl 多少mL ？在此溶液中需加入固体NaCl 多少克，才能
配成与300 m mol·L -1的渗透浓度等渗的缓冲溶液(忽略离子强度的影响)。

解：(1) HCl
Tris Tris lg
pKa pH ∙+=
n n
V
V
⨯+⨯⨯-⨯+=050.0100.0050.0050.0100.0050.0lg
85.740.7
V = 47.6mL
(2)g m 66.15.582
2
0476.0100.0100.00476
.0050.0100.0050.0300.0NaCl =⨯⨯++⨯+⨯-
=
第六章 化学动力学基础
课后习题 1. 略 2.
① 2252O 4NO O N 2+−→−
dt
dc dt
dc dt
dc v 22
5
2O NO O N =
=
=
；
其中：1:4:2::2252O N O O N =c c c ；1:4:2::222O N O 5
O N =v v v
② O 2H 2Br O 4HBr 222+−→−+
dt
dc dt dc dt dc dt dc v O H Br O HBr 222====；
其中：2:2:1:4:::O H Br O H Br 222=c c c c ；2:2:1:4:::O H Br O H Br 222=c c v v 。

3. 略 4. 略 5. 略 6. 略 7.
因为：从表中得知：当NO 2浓度不变时：2O 1O 332c c = ；1O 1O 222v v =，所以3O '
'c k v ⋅=此反应对O 3是一级反应；
当O 3浓度不变时：2N O 1N O 222c c = ；1O 1O 222v v =，所以2N O '
c k v ⋅=此反应对NO 2也是一级反应。

此反应速率表示为：32O N O c c k v ⋅⋅=；此反应为二级反应。

代入数据得：1
175
5O NO 104.410
0.1100.5022.032----⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅=
s L mol c c v k ； 速率方程式：32O N O c c k v ⋅⋅=。

9.73.2)2
1(5.3=⨯x
；5
.373.2lg
)2
1lg(=x
；35845.0=x ；代入：2
13
.62
1t x =
；h t 575.175
.035845.03
.621=⨯=。

8.
因为是一级反应：根据一级反应公式：0lg 303
.2lg c kt
c +-
= 其中：10=c ；1.0%901=-=c ；
代入公式：1lg 303
.246.01.0lg +-=t
； t 46.0303.2=； h t 01.5= 10.
根据Arrhenius 公式推倒式：)(ln
2
11
212T T T T R E k k a ⋅-⋅=； 把：52100.7-⨯=k ；51100.2-⨯=k ；K T 6702=； K T 6501=代入：
)650670650670(314.810
0.2100.7ln 5
5⨯--=⨯⨯--a E ；1
158.22610268.2--⋅=⋅⨯=mol KJ mol J E a 11.
根据Arrhenius 公式：RT
E
a Ae
k -=；所以：
RT
E RT
E a a Ae Ae
k k 1
2
1
2--
=；RT E RT
E a a Ae Ae k k 1313--
=。

把：1
31103.75-⋅⨯=mol J k ；1
3
2105.56-⋅⨯=mol J k ；1
3
1101.25-⋅⨯=mol J k 代入上式：
倍3300314.875300300
314.856500
1210877.1⨯==⨯-⨯-
Ae Ae k k ；倍8
300
314.875300
300
314.8251001210507.5⨯==⨯-⨯-
Ae Ae k k 。

第八章原子结构和元素周期律
课后习题
1. 略
2. 略
3. 略
4.
(1) n=2, l=1 2p (2) n=3, l=2 3d (3) n=5, l=3 5f (4) n=2, l=1, m=-1 2p y (5) n=4, l=0, m=0 4s
8.
9.
10.
Ag+ 1s22s22p63s23p64s23d104p65s04d10
Zn2+1s22s22p63s23p64s03d10
Fe3+ 1s22s22p63s23p64s23d3
Cu+ 1s22s22p63s23p64s03d10
11. 略
12.
(1) ⅣA族
(2) 4s23d6 Fe (26) 1s22s22p63s23p64s23d6
(3) 4s13d10 K (19) 1s22s22p63s23p64s13d10
13. (1) 1s22s22p63s1；(2) 1s22s22p63s23p64s13d5；(3) 1s22s22p63s23p64s13d10；(4) 1s22s22p63s23p5。